铋系光催化剂的制备、修饰及光催化性能研究

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1、分类号：TB34密级：公开UDC：540编号：201411801006河北工业大学博士学位论文铋系光催化剂的制备、修饰及光催化性能研究论文作者：王克学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料科学与工程指导教师：刘彩池职称：教授资助基金项目：河北省科学技术计划项目（15211414）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheDoctorDegreeofMaterialsScienceandEngineeringPREPARATION,MODI

2、FICATIONANDPHOTOCATALYTICPERFORMANCEOFBi-BACEDPHOTOCATALYSTSbyWangKeSupervisor:Prof.LiuCaichiMarch2017ThisworksupportedbytheScienceandTechnologyPlanProjectofHebeiProvince(15211414)摘要在众多的半导体光催化材料中，铋系光催化剂具有优异的光催化性能，受到人们越来越多的关注。开发新的铋系光催化剂的制备和修饰方法，实现铋系光催化剂的形貌与结构

3、调控，对研究铋系光催化剂的形貌、结构与光催化性能之间的关系，具有重要的意义。本论文通过改变反应原料的种类和配比，实现了几种新型铋系光催化剂的可控制备与修饰，并研究了其可见光催化性能。本论文主要创新性研究工作与结果总结如下：+/Ag/BiVO（1）以棉纤维为模板制备了BiVO4中空纤维、Ag4和Ag/BiVO4中空纤维复合材料。研究了焙烧温度及银修饰对中空纤维结构、形貌及光催化性能的影响。结果表明，不同温度下制备的BiVOoC制备的样品对亚甲基4中空纤维材料中，以500蓝的降解效率最高；在银修饰BiVO4中空纤维

4、后，可见光催化性能也明显改善，其中+/Ag/BiVOAg4中空纤维对亚甲基蓝的可见光降解效率最高，可见光照射120分钟为97%。（2）在室温条件下制备了NaBiO3/Bi(C2O4)OH和NaBiO3/Bi2O2CO3复合材料。通过改变原料配比实现了对产物结构和形貌的调控。以罗丹明B在可见光照射下的降解为反应模型，研究了NaBiO3/Bi(C2O4)OH和NaBiO3/Bi2O2CO3复合材料的可见光催化活性。结果显示，NaBiO3/Bi(C2O4)OH复合材料比纯的NaBiO3和Bi(C2O4)OH具有更好的

5、可见光催化活性；在各不同组成的NaBiO3/Bi2O2CO3复合材料中，草酸与铋酸钠的摩尔比为0.2:1时得到的产物对罗丹明B的降解效率最高，可见光照射60分钟为96%。（3）通过水热法制备出新型纳米结构Na3Bi(PO4)2材料和Ag2O/Na3Bi(PO4)2复合材料。改变原料配比及磷酸盐的种类可以实现对产物形貌及组成的调控。以罗丹明B在可见光照射下的降解为反应模型，研究了Na3Bi(PO4)2、Ag2O和Ag2O/Na3Bi(PO4)2复合材料的可见光催化活性。结果表明，复合材料在可见光下照射40分钟，对

6、罗丹明B的降解效率为85%。（4）使用水热法制备了自掺杂截角八面体Bi2O2CO3材料，实现了Bi2O2CO3材料的一步制备和修饰。通过简单的调节碳酸氢钠与铋酸钠的摩尔比，实现了对截角八面体Bi5+掺杂量、{001}晶面暴露的百分比、晶体厚度和光学带隙的调控。2O2CO3材料的Bi同时研究了材料的光催化性能。结果显示，碳酸氢钠与铋酸钠的摩尔比等于8时制备的Bi2O2CO3的光催化性能最好。关键字：铋系光催化剂可见光催化修饰复合材料形貌调控IABSTRACTAmongthesemiconductorphotoca

7、talysts,Bi-basedphotocatalystshaveattractedmoreandmoreattentionbecauseoftheirexcellentphotocatalyticperformance.Thus,exploitingnewpreparationandmodificationmethodstocontrolthemorphologyandstructureofBi-basedphotocatalystshaveimportantsignificanceonresearchof

8、therelationshipbetweenthemorphology,structureandphotocatalyticperformance.Inthispaper,thecontrollablepreparationandmodificationofseveralnewBi-basedphotocatalystscanbeachievedwithchangingthetypea